霧封層技術在高速公路養護中的應用

羅良俊　覃廣

摘要：為研究霧封層養護在高速公路的應用效果，文章結合實際工程，從原材料選擇、施工工藝控制兩個方面展開研究，并制定了對比方案，分析了霧封層養護技術對瀝青路面路用性能的改善效果。結果表明：霧封層施工后，養護劑可滲透至瀝青路面6.7 mm深度，可有效激活舊瀝青性能;構造深度和擺值先降低后逐漸恢復并保持穩定現象，對抗滑性能改善程度較小;滲水系數降低幅度較大，路面抗滲水性能得到顯著改善。

關鍵詞：霧封層;高速公路;養護

0 引言

隨著經濟的迅速發展，我國交通行業也得到迅猛增長。由于車流量的增加和重載、超載現象的加重，導致我國大多數高速公路已處于超負荷工作狀態。許多已建成高速公路在未達到使用年限就出現不等程度的開裂、車轍等病害，為改善道路基本使用性能，使得道路服役壽命滿足設計要求，應及時對路面進行養護處理[1]。而霧封層技術因具有經濟、施工方便和可快速開放交通等優點應用較為廣泛，但現有技術對道路使用性能的改善效果有限[2]。在現有技術的基礎上，本文結合實際工程，采用新型霧封層養護材料，從原材料、施工方案和施工工藝等方面對養護技術進行系統的研究，結合施工后的路面檢測對其效果進行評價，以研究該養護技術在高速公路中的應用效果。

1 霧封層技術施工工藝研究

1.1 工程概況

該試驗路全長300 m，系廣西某高速公路中樁號為K12+000～K13+300一段，其原路面結構為SMA-13，設計指標為雙向六車道、行車速度為100 km/h。現在原路面上鋪灑一層新型霧封層養護材料，研究其路用性能應用效果。

1.2 原材料

霧封層材料是決定霧封層養護質量的重要因素之一，而養護劑直接影響道路抗滑性能、耐久性等使用性能。本文選用課題組自研的新型路面霧封層養護劑，主要成分與配比為AH-70基質瀝青：有機溶劑：再生劑：表面改性劑：功能助劑=30%∶35%∶15%∶15%∶5%。該霧封層養護劑表觀特征為黑色且比較濃稠的溶液。依據《公路工程瀝青及瀝青混合料試驗規程》（JTG E20-2011）要求對該養護劑的物理參數進行測試，其試驗結果如表1所示。

1.3 對比方案確定

為對比研究霧封層路段與普通舊路面路段路用性能差異，采用對比施工方式進行試驗路鋪筑。具體施工方案為：將道路分為左、右幅，單獨選取左幅路段進行霧封層施工，其施工方案平面圖如圖1所示。霧封層施工完成后分別對左、右兩幅進行使用性能檢測，對比分析霧封層應用效果。

1.4 施工工藝

1.4.1 舊路面路況檢查修復

封層養護技術可對舊瀝青路面的微裂縫進行封閉、穩定松散的集料，是一種表層處置養護技術，能夠加強路面結構強度和剛度。在霧封層技術施工之前，應確保舊路面不能存在嚴重的病害，應具有足夠的強度、剛度和穩定性[3]。因此，舊高速公路路面應滿足以下條件：

（1）路面狀況指數PCI在良好以上。霧封層養護技術不能對舊路面病害進行修復。在正式施工之前，路表平整度、熱穩定性和水穩定性應滿足施工要求，對部分存在裂縫、松散和車轍等病害的區域，應由現場施工人員進行修補處理，方可開放施工。

（2）強度和剛度滿足要求。霧封層養護技術不會改變道路結構強度，因此，原有路面結構應具有足夠的強度和剛度，在車輛荷載的作用下，路面應具有足夠的抗剪切和抗彎拉破壞的能力。

（3）路面行駛質量指數RQI達到良好以上。原有路面平整度和行車舒適性應滿足霧封層質量要求，其評價指數RQI應達到良好以上，否則應對原路面進行人工修復處理。

（4）路面干燥、整潔。舊高速公路路面的整潔程度直接影響霧封層養護劑對舊路面的滲透作用，當原有路面表面無雜質且足夠干凈時，養護劑可滲透于舊路面中，對路面裂縫起到封閉的作用。另外在施工之前，舊路面應處于完全干燥狀態，將霧封層材料與舊路面較好的粘結在一起。

1.4.2 霧封層施工

霧封層鋪筑的作業流程如圖2所示。

（1）施工組織。在正式鋪筑前，首先對現場施工人員進行技術培訓，合理分工并積極配合其他人員的工作，以使整個作業過程流暢并發揮到最好。同時，對施工路段進行交通管制，以備霧封層養護完成并且路面達到一定強度即開放交通。

（2）舊路面處理。在施工之前，應將原路面病害修補完畢。因霧封層只可修補微小裂縫，對寬度>3 mm的裂縫應提前完成修補，而對于較寬的裂縫應使用改性瀝青加細砂的方式進行填充，部分存在擁包或車轍的區域，可銑刨處理后重新攤鋪混合料。另外清掃并沖洗路表塵土和雜物，待路表完全干燥后，方可灑布霧封層材料。

（3）材料準備。對霧封層施工所需原材料進行抽樣檢查，待相應指標完全滿足技術規范后方可使用。

（4）施工設備準備。霧封層施工設備包括灑布設備和養護設備，其中灑布設備一般采用精度為0.01 kg/m 2的特制灑布機。施工前保證設備處于良好工作狀態，并調整好灑布車噴嘴噴灑間距和噴灑角度。

（5）噴灑用量的確定。首先在舊路面表面選取1×1 m區域，將1 kg霧封層材料均勻灑布于路面，然后觀察路表狀況，如果養護劑未完全滲透于路面，則表明噴灑量過多，應重新選取相同面積區域，適當減少霧封層材料重新進行噴灑，以此反復試驗，直到霧封層養護劑完全滲透于路面為止。本文試驗路霧封層噴灑量為0.55 kg/m 2。

（6）噴灑工藝。噴灑車應分幅進行施工，針對超高路段應從超高側路肩開始施工，防止噴灑養護材料漫流。噴灑時應該通過噴嘴間距和噴嘴散度確定其噴灑高度，確保舊路面被材料全覆蓋。

（7）路面養護。霧封層噴灑路面后需要一定時間進行養護。在第一次噴灑完成后，通過人工將路面上多余的霧封層材料進行清理，針對噴灑不均勻的區域進行補噴，施工完成后需要封閉交通，待霧封層達到規定強度方可開放交通。

2 霧封層技術應用效果評價

為評價霧封層技術在高速公路養護中的應用效果，本文對采用霧封層技術的左幅及未進行養護處理的右幅路面進行養護劑滲透性能、抗滑性能和抗滲水性能檢測，以對霧封層技術的養護效果進行評價。滲透性能檢測在霧封層施工完成通車7 d后進行，抗滑性能及抗滲水性能檢測分別在施工完后（0月）、通車2個月、4個月及6個月進行跟蹤檢測。

2.1 滲透性能檢測

通車7 d后，在左幅霧封層施工段鉆芯取樣，封裝后在試驗室中測試霧封層養護劑的平均滲透深度。滲透深度檢測結果如表2所示。

由表2可知，霧封層養護劑的平均滲透深度可達到6.7 mm以上，有效滲透到了瀝青路面內部，可對舊瀝青性能進行改善，提升混合料路用性能。

2.2 抗滑性能檢測

抗滑性能采用鋪沙法與擺式儀法分別測定路面的構造深度與擺值進行評價，按照既定的檢測方案對左右兩幅路面進行跟蹤檢測。結果如表3所示，以檢測結果平均值為數據繪制曲線圖見圖3。

由圖3可知，養護施工完成后瀝青路面構造深度、抗滑擺值均出現下降，但隨通車運營時間增長，構造深度和擺值均逐漸恢復，并趨于穩定。這可能是由于施工完成時，霧封層在瀝青路面形成一層薄膜，導致抗滑性能有稍許衰減，而后隨通車時間增長，一部分養護劑滲透進瀝青路面，并穩定路面松散集料，一部分養護劑被車輪磨損，從而出現構造深度與擺值增加，抗滑性能逐漸恢復的現象，且隨時間延長抗滑性能可一直保持較高水平。

2.3 抗滲水性能檢測

抗滲性能采用滲水儀測定路面的滲水系數進行評價，按照既定的檢測方案對左右兩幅路面進行跟蹤檢測，結果如表4所示。

由表4可知，右幅未采用霧封層技術進行養護的路面，滲水系數較大，在K12+300與K12+700斷面位置，滲水系數異常增大，該位置可能存在微裂縫病害。而左幅采用霧封層技術養護后，路面抗滲性能得到大幅度的降低，且隨通車時間延長，滲水系數基本穩定。這說明霧封層可有效提升瀝青路面防水性能，處治路面微裂縫效果顯著，對路表自由水的滲透起到很好的預防作用，可有效降低地面水對道路的破壞作用。

3 結語

霧封層養護技術是用一種經濟有效的方式延長道路使用壽命和改善道路使用性能。本文通過對原材料進行選擇，結合實際工程針對施工工藝進行控制，對霧封層養護瀝青路面的滲透性能、抗滑性能和抗滲水性能進行對比評價。結果表明：霧封層施工后，養護劑可滲透至瀝青路面6.7 mm深度，可有效激活舊瀝青性能;路面抗滑性能出現先下降而后逐漸恢復并保持穩定的現象;滲水系數降低幅度較大，路面抗滲水性能得到顯著改善。

參考文獻：

[1]要艷君.高速公路瀝青路面使用性能評價與病害處治對策研究[D].西安：長安大學，2019.

[2]黃維蓉.霧封層技術在高速公路預養護中的應用[J].路基工程，2010（3）：52-54.

[3]張朝山.霧封層技術在高速公路預防性養護中的應用[J].筑路機械與施工機械化，2010，27（7）：54-56.